JPH02181603A

JPH02181603A - 画像処理による泡体積の測定方法

Info

Publication number: JPH02181603A
Application number: JP1001762A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Sato; 能史佐藤; Hidemi Minazu; 秀美水津
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1989-01-06
Publication date: 1990-07-16
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2833767B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は画像処理によるガラス中の泡体積の測定方法に
関する。

〔従来の技術〕

種々のガラス製品は溶融したガラス材料を成形すること
によって製造される０例えば、暖房器の前面ガラスや工
業炉の覗き窓などのような透過性が要求される。ガラス
製品は、溶融工程や成形工程で内部に泡が形成されるこ
とがないように細心の注意を払って製造されるが、何等
かの原因により製品の内部に泡が形成されると不良品と
なり、生産歩留りの低下や製造コストの上昇などの問題
を引き起こす、このような泡不良の発生原因をつきとめ
、これに基づいて熔融条件成形条件を修正する目的で、
ガラス製品中に包含されている泡の体積を測定し、この
体積の測定結果から泡の大きさを算出すると共に別途行
われるガス分析の結果と照合して泡として製品に封入さ
れているガスの成分を正確に判定する方法が採用されて
いる。

従来の泡体積の測定は、第６図に示すように泡（１）を
含んだガラス製品から所定の寸法に裁断した試料片（２
）を切取り、光源（３）から透過光を照射し、シャーレ
（４）内に位置決め固定された試料片（２）を実体顕微
鏡（５）で観測しながら泡（１）の長径（ａ）、短径（
ｂ）及び厚み（Ｃ）をマイクロメータ（６）で計測し、
これらの計測値をディジタルメータ（７）を介してマイ
クロコンピュータ（８）に入力し演算処理することによ
って泡（１）の体積を算出していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記泡の体積（Ｖ）は、泡が楕円形もしくは楕円形の立
て面を具えているものと見做し、下記０式に示すように
泡の長径（ａ）、短径（ｂ）、及び厚み（ｃ）の計測値
（謹）から楕円近似で算出していた。

Ｖ＝　−ａ　ｈ　ｃ　ｘｌＯｓ　　　（ｎ　ｊ）　　□
■ところが、泡の形状は、ガラス成形条件の違いにより
種々変化し、実際には真球体や楕円体でない場合が多い
、このため、マイクロメータ（６）の計測値を利用した
場合には、泡の体積（Ｖ）の正確な算出が困難になる場
合が少なくなかった。この事は、当然のことながら熔融
条件成形条件の修正を困難とし、生産歩留りの向上と製
造コストの低減に悪影響を及ぼす。

本発明の主要な目的は、画像処理を利用して泡の平面投
影像と正面投影像の合成投影像からガラス試料片中の泡
の体積を積分算出する精度の高い泡体積の測定手段を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題の解決手段として本発明は、ＣＯＤカメラで撮
影したガラス試料片中の泡の平面投影像と正面投影像を
それぞれ画像処理装置のディスプレイ画素部に入力する
とともに、この画像処理装置に連設されたマイクロコン
ピュータの記憶部に、前記泡の平面投影像と正面投影像
を泡部分が黒色、残余の部分が白色の２値化パターンと
してそれぞれ記憶させ、前記泡の平面投影像と正面投影
像の合成投影像を前記画像処理装置のディスプレイ画素
部に画素上の位置を補正された平面投影像及び正面投影
像として送出し、この補正された泡の平面投影像と正面
投影像の黒色画素を前記マイクロコンピュータで積分計
算してガラス試料片中の泡の体積を算出することを特徴
とする。

〔作用〕

ガラス試料片中の泡の平面投影像と正面投影像を画像処
理装置付きマイクロコンピュータに入力して合成投影像
として記憶させ、次いで、この合成投影像を画像処理装
置のディスプレイ画素部に画素上の位置を補正された平
面投影像と正面投影像として入力し、その黒色画素数を
積分計算することによって、ガラス試料中の泡の体積を
算出する。

〔実施例〕

第１図は本発明方法の実施に使用される泡体積の測定装
置の略示正面図、第２図はガラス試料片中に含まれる泡
の平面投影像、正面投影像及び側面投影像の説明図、第
３図は泡の寸法補正方法の説明図、第４図は泡の平面投
影像と正面投影像から合成投影像を作製する際の画素位
置の補正状態の説明図、第５図は画像モニタ用ディスプ
レイＣＲ７画面の略示正面図である。

ガラス試料中の泡の体積を測定する前に、泡（１）を含
んだガラス試料片（２）を調製する、ガラス試料片（２
）は縦７．５鶴、横７．５鶴、厚さ２．Ｏｎの泡含有ガ
ラスであって、第２図に示すように泡（１）の正面投影
の長径口と側面投影像の長径°肛と平行になるように試
料片（２）の設置面ＣＤＧＨを研磨する。また、泡（１
）の平面投影像の長径冊と試料片（２）の設置面ＡＢＣ
Ｄができる限り平行になるように研磨する。しかし、泡
（１）の平面投影像の長径ＭＮと試料片（２）の設置面
ＡＢＤＣとの間に角度θで表示する誤差が生じているも
のとする。

ガラス試料片（２）の調製が終了したら、この試料片（
２）を第１図に示す泡体積の測定装置にセットし、泡（
１）の平面投影像と正面投影像を撮影する。

泡体積の測定装置は第１図に示すように、ＣＯＤカメラ
（６）を接続した実体顕微鏡（５）、画像処理装置付き
マイクロコンピュータ（７）、マイクロコンピュータ用
ディスプレイ（８）、プリンタ（９）、画像モニタ用デ
ィスプレイ（１０）　、通常、マウスと呼称される画像
位置の調整装置（１１）から構成されている。

泡（１）の平面投影像及び正面投影像のマイクロコンピ
ュータ（７）への入力と記憶は下記の条件に従って実行
される。先ず、泡（１）の平面投影像は、その長径器を
画像モニタ用ディスプレイ（１０）のＣＲＴ画面のＸ軸
と平行にするため、前記角度θが零度となるようにガラ
ス試料片（２）を実体顕微鏡（５）に対して位置合わせ
した後撮影する。設置面ＣＤＧＨを実体顕微鏡（５）の
対物レンズに正対させた状態で撮影された泡（１）の平
面投影像は、第５図に示すように画像モニタ用ディスプ
レイ　（ｌＯ）のＣＲＴ画面の上部に入力する。これと
同時に平面投影像を２値化して画像処理装置付きマイク
ロコンピュータ（７）の記憶部Ａ（図示省略）に記憶さ
せる。平面投影像上の泡（１）の長径面は１ｏとなる。

尚、本発明方法における２値化とは、ガラス試料片（２
）内に含有されている泡（１）を、黒色の画素として、
また泡（１）以外の残余の部分を白色の画素として記憶
させることを意味する。

泡（１）の平面投影像の入力と記憶が終了したら、下記
の要領に従って泡（１）の正面投影像の入力と記憶を実
行する。ガラス試料片（２）の設置面ＡＢＣＤを実体顕
微鏡（５）の対物レンズに正対させ、かつ、長径ｎを画
像モニタ用ディスプレイ（１０）のＣＲＴ画面のＸ軸と
平行にした状態で泡（１）の正面投影像を撮影する、こ
の泡（１）の正面投影像は、第５図に示すように画像モ
ニタ用ディスプレイ　（１０）のＣＲＴ画面の下部に入
力する。これと同時に正面投影像を２値化して画像処理
装置付きマイクロコンピュータ（６）の記憶部Ｂ（図示
省略）に記憶させる。正面投影像上の泡（１）の長径ｎ
は１１となる。

平面投影上の泡（１）の長径！１０と正面投影像上の泡
（１）の長径Ｉ１１　との間には、泡（１）の間の距離
と等しくなる。

そこで、先ず点Ｎの座標（Ｘｎ　、、Ｙｎ　）を求める
。

ｍＸｎ　＋ｎ＝ｋｎ楕円形の横断面を持っていると仮定した場合、ｍ−になる関係式が成立する。更に詳しく説明すると表示され
る楕円形の横断面を持っている場合、泡（１）を角度θ
だけ傾けて無限大の距離から眺めたときＯ投影像の見掛
けの長さは、楕円の第１の接線（Ｙ−ｍＸ＋ｎ）と座標
の原点を通って角度θを以て上記第１の接線に直交する
直線（Ｙ−ｋＸ）の交点Ｎと、楕円の第２の接線（Ｙ−
ｍＸ−ｎ）と直線（Ｙ　−ｋ　Ｘ）の交点Ｍと置けば、
点Ｎの座標ＣＸｎ　ｓ　Ｙｎ　）は（−ｅ−ｋｅ）とな
る、同様にして点Ｍの座標（Ｘｓ、Ｙ翔）は（ｅ％ｋｓ
）となる。

従って龍の長さは、一±ｚｅ４いコ］楕円の接線の定義よりｎ１■ａ２ｍｔ＋ｂｔの関係があ
るのでこ堅を０に代入すると、なる関係式が成立する０
ｍ−一、ｋ＝１ｌｔａｎθであるからａ＞ｂの場合、■は、θ−０°　　１８０°のとき最大
値２ａをとり、θ−９０°　　２７０°のとき最少値を
とる。

従って、泡（１）の真の直径とＸ軸に対して角度θ、た
け傾いた状態で測定された泡（１）の見掛は直径との比
Ｃは、として表示される。

前記２値化した泡（１）の平面投影像と正面投影像の黒
色画素数を積分計算することによってガラス試料片（２
）中の気泡（１）の体積を計算する訳であるが、この積
分計算を容易化するためには、泡（１）の平面投影像と
正面投影像が画像モニタ用ディスプレイ　（１０）と同
一のＣＲＴ画面上に表示され、がっ、マイクロコンピュ
ータ（７）の同一の記憶部に記憶されていることが望ま
しい。このため、マイクロコンピュータ（７）の記憶部
Ａに記憶されている泡（１）の平面投影像と記憶部已に
記憶されている泡（１）の正面投影像を合成し、記憶部
Ａに合成投影像として記憶させる。これと同時に、２値
化した泡（１）の平面投影像と正面投影像を画像モニタ
用ディスプレイ（１０）のＣＲＴ画面の縦横それぞれ２
５６個の画素上に、全ての画素が黒色または白色に色分
けされた合成投影像として表示する０本発明における投
影像の合成とは、画像の修正を意味し、具体的には、泡
（１）の平面投影像と正面投影像上で同一位置にある画
素を相互に対比しながら下記のように画像処理すること
を意味する。即ち、泡（１）部分を黒色の画素で表示し
、また、泡（１）以外の残余の部分を白色の画素で表示
するものとすれば、気泡（１）の合成投影像は下記第１
表に示すように色分けされる。

（第１表）白　　　　　　　　　　　白　　　　−一一一一　白色
　　　　　　　　　　　黒　　　　□　黒黒　　　　　
　　　　　白　　　□　黒黒　　　　　　　　　黒　　
　□　黒上記画像処理（画素の修正）の目的は下記の通りである
。

第１に、２値化後の泡（１）の平面投影像と正面投影像
をそのまま合成すると、原画の泡像を変形させる程・度
の大きさを持ったゴミが介在している場合、正確な泡（
１）の投影像の記憶が困難になる。このような場合には
、合成投影像として記憶する前にゴミに相当する部分の
原画を修正し、不用な部分を消去する。

第２に、２値化後の泡（１）の平面投影像もしくは正面
投影像の輪郭が途切れている場合、正確な泡（１）の認
識が不可能となる。このような場合には、消えている泡
（１）の輪郭線を引き直す、この輪郭線の引き直しは、
記憶部Ａに泡（１）の合成投影像を記憶する前に実行し
てもよいし、合成投影像の記憶後に実行してもよい。

第３に、画像処理装置のディスプレイ画素部への平面投
影像と正面投影像の入力に光源（３）から投射された透
過光を使用しているため、泡像の内部が輪郭部分よりも
明るく見える場合がある。このような場合には、２値化
後の泡（１）の平面投影像もしくは正面投影像の中心部
が白抜きになってしまう。泡（１）の体積計算の基礎デ
ータとなるのは合成投影像の黒色画素の数であるから、
泡（１）に相当する部分は総て黒色画素に置き換える必
要がある。この“穴埋め”と呼ばれる黒色画素への置き
換え操作には、平面投影像と正面投影像との合成投影像
をマイクロコンピュータ（７）の記憶部Ａに記憶した後
、泡（１）の体積計算の直前に実行している。

上記の画像処理によって画像モニタ用ディスプレイ　（
１０）のＣＲ７画面上で２５６ｘ　２５６個の総ての画
素が黒色か白色かに色分けされた。気泡（１）に相当す
る黒色の画素の数を画像処理装置付きマイクロコンピュ
ータ（７）を使用して積分計算することによって泡（１
）の体積が算出される。以下の操作は、総て黒色画素の
数の算出に関するものである。先ず、第４図に示すよう
に平面投影像のＸ軸方向の左側がら黒色画素の存在する
画素を捜し出す、黒色画素が見つかったら、ＣＲＴ画面
（ｌＯ）のＹ軸方向に沿って泡（１）の輪郭線の内側に
ある黒色画素の数を数え、この数をマイクロコンピュー
タ（７）の記憶部の１番目の位置にＰｌとして記憶する
、次にＸ軸方向の右側に移り、前記同様の手順で黒色画
素の数を数え、前記Ｐ１の隣りにＰ２として記憶する。

この操作をＣＲＴ画面のＸ軸方向に沿って黒色画素がな
くなる迄繰返す。結果的に、ＣＲＴ画面（１０）のＸ軸
方向に沿ってＰ、　、ｐ、、・・・Ｐ　ｎ　ｓ　Ｐ　ｎ
のｎ個の画素数を持つ体積算出用データが整列する。上
記と同一の操作をＣＲＴ画面（１０）上で正面投影像に
ついて実行する。結果的に、ＣＲＴ画面（１０）のＸ軸
方向に沿って、Ｑｌ　％　Ｑ２−Ｑｍ　、　Ｑｍのｍ個
の画素数を持つ体積算出用データが整列する。

しかしながら、上記泡（１）は第２図に示すように接地
面ＡＢＣＤに対して角度θだけ傾いた状態でその平面投
射像が入力されているため、ｌｏ≧ｆｔ、つまり１９ｍ
となる。この誤差を補正しなければ泡（１）の正確な体
積計算ができない。そこで泡（１）の正面投影像の記憶
位置をｍ個からｎ個に記憶し直す必要がある。

この記憶部１の修正手段として、下記第２表に示すよう
にＣＲＴ画面（１０）上でＸ軸方向に沿って整列してい
る正面投影像の各画素位置に補正計数ｎ　／　ｍを掛け
て黒色画素の位置と数を補正する。

（第２表）このようにして第４図の最下段に表示するようにｎ個の
画素位置に新たにそれぞれ黒色画素数（１’１　、Ｑ’
２　、ｍＱ’ｎ−１，Ｑ’ｎ−１、Ｑ’ｎが記憶される
。最後に泡（１）の体積を算出する。泡（１）の平面投
影像と補正された正面投影像のそれぞれ対応する画素位
置上にある黒色画素数を掛は合わせ、この積を加算する
ことによって泡（１）の体積Ｖが求められる。但し、こ
の方法では長方形画素の積分値として泡（１）の体積が
算出されるので、誤差を減少させる目的で下記０式に示
すように楕円近位の補正係数を掛ける。

■式で算出される泡（１）の体積■は、黒色画素何個分
の体積として計算されているため、泡（１）の体積ＶＲ
（ｎＪりに換算するため下記０式に示すように係数ｋを
乗する。即ち、泡（１）の嵐の体積ｖＲは、ＶＲ＝ＫＶ　　　　　　　　　　　　　■として（ｎｌ
）単位で算出される。

〔発明の効果〕

本発明方法を採用することによって、ガラスの内部に形
成された気泡の体積が精度よく迅速に測定される。従っ
て、別途行われるガス分析の結果と照合して、泡として
製品に封入されているガスの成分を判定することが容易
化され、不良品発生原因の遡及調査に大きな効果が発揮
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に使用される泡体積の測定装
置の略示正面図、第２図はガラス試料片中に含まれる泡
の平面投影像、正面投影像及び側面投影像の説明図、第
３図は泡の寸法補正方法の説明図、第４図は泡の平面投
影像と正面投影像から合成投影像を作製する際の画素位
置の補正状態の説明図、第５図は画像モニタ用ディスプ
レイＣＲ７画面の略示正面図である。また、第６図は従来の気泡体積の測定装置の略示正面図
である。（１）・・・−・気泡、　　　　（２）・・−・・ガラ
ス試料片、（５）・・・・実体顕微鏡、（６）・−・Ｃ
ＣＤカメラ、（７）・・・・・画像処理装置付きマイク
ロコンビエータ、（１０）・・・画像モニタ用ディスプ
レイのＣＲＴ画面。ン試ゆ３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＣＣＤカメラで撮影したガラス試料片中の泡の平
面投影像と正面投影像をそれぞれ画像処理装置のディス
プレイ画素部に入力するとともに、この画像処理装置に
連設されたマイクロコンピュータの記憶部に、前記泡の
平面投影像と正面投影像を泡部分が黒色、残余の部分が
白色の２値化パターンとしてそれぞれ記憶させ、前記泡
の平面投影像と正面投影像の合成投影像を前記画像処理
装置のディスプレイ画素部に画素上の位置を補正された
平面投影像及び正面投影像として送出し、この補正され
た泡の平面投影像と正面投影像の黒色画素を前記マイク
ロコンピュータで積分計算してガラス試料片中の泡の体
積を算出することを特徴とする画像処理による泡体積の
測定方法。